Zrobili wideo z 10 lat obserwacji nieba. Wszechświat na nim nie jest spokojnym miejscem

Jeżeli ktoś choć trochę interesuje się astronomią to doskonale wie, że wszystkie obiekty we wszechświecie pozostają w ruchu. Pozorna niezmienność nocnego nieba wynika jedynie z potężnych odległości między oddalonymi od nas i od siebie nawzajem o lata świetlne obiektami.

Położenie gwiazd na niebie także bezustannie się zmienia, a jedynie niezwykle krótkie życie ludzkie nie pozwala dostrzec tych zmian. Wystarczy tutaj wspomnieć, że najszybciej przemieszczająca się po niebie gwiazda, tj. Gwiazda Barnarda (czerwony karzeł oddalony od nas zaledwie o 6 lat świetlnych) przemieszcza się na tle gwiazd rocznie o 10 sekund kątowych.

Ile to jest 10 sekund kątowych? Aby łatwiej było sobie to wyobrazić, należy uznać, że średnica Księżyca w pełni to 0,5 stopnia, a więc 1800 sekund kątowych. Inaczej mówiąc, aby Gwiazda Barnarda przesunęła się względem innych gwiazd na niebie o średnicę Księżyca w pełni, potrzeba 180 lat.

Kiedy jednak zestawi się w krótką animację obserwacje nieba wykonywane przez 12 lat przez jeden teleskop, niebo nagle ożywa. Takie właśnie wideo opublikowali naukowcy zajmujący się analizowaniem danych z teleskopu NEOWISE. Swoją drogą historia tego teleskopu też jest warta odnotowania, więc poświęćmy mu chwilę.

W 2009 roku na orbitę okołoziemską trafił teleskop kosmiczny WISE. Na pokładzie teleskopu znajdowały się specjalnie chłodzone detektory, które pozwalały na obserwowanie nieba w zakresie podczerwieni. Za ich pomocą teleskop miał bezustannie skanować całe niebo skupiając się przy tym na obiektach głębokiego kosmosu, takich jak chociażby najjaśniejsze galaktyki we wszechświecie, miliony supermasywnych czarnych dziur w centrach odległych galaktyk, ale także chłodne, pobliskie gwiazdy emitujące promieniowanie elektromagnetyczne głównie w zakresie podczerwieni.

Misja WISE trwała dwa lata. Po tym czasie na pokładzie teleskopu wyczerpały się zapasy środka chłodzącego detektory. Reszta instrumentów działała jednak bez zarzutu. Z tego też powodu w 2013 r. misję teleskopu przedłużono.

Tym razem jednak, w ramach nowej misji teleskop przemianowano na NEOWISE, a jego celem stało się śledzenie planetoid oraz innych obiektów zbliżających się do Ziemi. Orbita teleskopu się nie zmieniła, a więc dalej przeczesywał całe niebo w ciągu sześciu miesięcy. Na przestrzeni ponad dekady (w ramach misji WISE i NEOWISE) naukowcy wykonali osiemnaście pełnych map nieba i teraz postanowili złożyć je w krótką animację, aby zobaczyć zmiany zachodzące w tym czasie na nocnym niebie.

Na pierwszym wycinku przedstawionym na filmie w centrum kadru znajduje się supermasywna czarna dziura. Choć początkowo nie widać zasadniczo żadnych zmian, to w okolicach sierpnia 2019 r. widać znaczący wzrost jej jasności. Ten wzrost jasności może oznaczać rozerwanie przelatującej w pobliżu czarnej dziury gwiazdy, a następnie wpadanie jej szczątków za horyzont zdarzeń.

Druga animacja przedstawia ostatnie dni starzejącej się gwiazdy, która zaczyna pulsować to zwiększając, to zmniejszając swoje rozmiary.

Trzeci fragment przedstawia natomiast grupę protogwiazd, lokalnych zagęszczeń materii w obłoku zimnego gazu, z których dopiero powstają młode gwiazdy. Na przestrzeni lat, kiedy protogwiazdy akumulują z otoczenia coraz więcej materii i gazu, ich jasność bezustannie się zmienia, stąd i widoczne na animacji złudzenie mrugania wszystkich protogwiazd w tej gromadzie.

Szczególną uwagę warto zwrócić na kolejny obiekt, którym jest przemieszczający się na tle odleglejszych gwiazd brązowy karzeł. Czerwony obiekt przemieszczający się ku prawej krawędzi kadru to najchłodniejszy znany brązowy karzeł oddalony od nas o zaledwie 7,4 roku świetlnego.

Brązowe karły to obiekty, których proces powstawania przypomina proces powstawania gwiazd. W przeciwieństwie do gwiazd na etapie powstawania obiektom tego typu nie udaje się zgromadzić wystarczającej masy, aby w ich wnętrzu mogły rozpocząć się reakcje przemiany wodoru w hel, które właśnie odpowiadają za to, że gwiazdy świecą. W efekcie brązowe karły przez miliardy lat jedynie wypromieniowują energię zgromadzoną na etapie formowania. Nic zatem dziwnego, że najczęściej nazywa się je po prostu nieudanymi gwiazdami. Pierwotnie uważano nawet, że brązowych karłów może być w naszej galaktyce nawet dwa razy więcej niż gwiazd (których jest od 200 do 400 miliardów). Obserwacje prowadzone za pomocą WISE wskazują jednak, że jest ich znacznie mniej. Jeden brązowy karzeł przypada na sześć gwiazd.

Brązowe karły w ogóle stanowiły szczególnie łakomy kąsek dla astronomów analizujących dane z teleskopu. Już w ciągu dwóch pierwszych lat misji badaczom udało się zidentyfikować ponad 200 brązowych karłów oddalonych od nas nie więcej niż 65 lat świetlnych. W danych z późniejszej misji NEOWISE odnaleziono jeszcze ponad sześćdziesiąt obiektów tego typu i z pewnością to jeszcze nie jest koniec. Aktualnie trwająca misja teleskopu zaplanowana jest do czerwca 2023 roku, aczkolwiek można zakładać, że z czasem zostanie przedłużona na kolejne lata.